数字化设计与先进制造技术(6篇)

数字化设计与先进制造技术篇1

关键词数字化设计与制造课程体系人才培养

1数字化产品开发技术已成为现代制造业不可缺少的技术手段

制造业是一个国家的支柱产业，制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展，推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，使传统的制造业面临巨大挑战。

传统的产品开发过程采取串行设计模式，从产品设计、样机试制到经过改进再投产，导致新产品开发的周期较长，缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式，尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短新产品开发周期，加快上市速度。

2传统教学模式与相关课程体系亟待改革

目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题，主要表现在：原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的课程体系。

数字化设计与制造环境下的现代制造业，正逐步普及以三维cad技术为核心的数字化产品开发模式，这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上，提出将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。

3数字化产品开发技术涉及的主要内容

数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术，可分为：数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块，各模块涉及的单元技术如图1所示。

图1数字化设计技术相关单元技术

上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程，是一项多学科的综合技术。以三维cad/cae/cam为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。

4数字化设计与制造环境下课程体系的设置

机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业，人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现，其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置，拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业（国营、民营；大、中、小型）进行广泛调研的基础上（涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业），并参照全国其他高等院校本专业的培养计划，结合我校的实际情况，本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。

4.1机械设计制造及其自动化专业课程体系

机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上，并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力，强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。

图2机械设计制造及其自动化课程体系框图

整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成，其中理论教学按课程的性质可分为：公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类（图2中只列出少部分课程）。

4.2体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节

从课程体系中可以看出，综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位，图3为实践性环节所涉及的主要内容，从中可以看出，数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置，并且四年不间断。

在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图（二维）”实训中，要求学生用autocad软件完成减速器的测绘，使学生得到最基本的数字化设计基本训练；在“金工实习”环节，除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外，重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。

在大二年级开设的“三维cad应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分，通过高端三维cad\cae\cam一体化软件——ugnx5的学习，学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块，为后续环节打下坚实基础；在“机械设计基础”课程设计环节中，除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外，同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析；在“电子工艺实习”中，除完成收音机的装配调试以外，同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。

图3集中性专业实践环节

在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中，除常规内容以外，同时要求学生采用capp软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制，并且用三维cad软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计；在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中，要求学生掌握数控自动编程的原理、方法，并熟练运用ugnx5软件中的cam模块，完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程，并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中，要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。

在大四年级开设的“逆向工程综合实训”，与其它实践环节相比较，所涉及的范围及综合性则显得更加突出，从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造，通过该实训环节，强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中，要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域，并熟练使用国产caxav5pdm软件的使用方法。在整个课程体系中，依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向，其专业实训环节则是“注塑模具cad/cae/cam”综合实训，主要学习ugnx5软件中的moldwizard注塑模具设计模块以及的moldflow流动分析模块的使用；在毕业设计环节，若毕业设计题目为工程设计类型，则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。

5近三年应用型人才培养的探索实践

近三年来，机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养，学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛，如：在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛（简称3d大赛）重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时，学院作为国家制造业信息化三维cad教育培训基地，近三年培训学生达五百人。

参考文献

[1]曹建树.应用型本科“cad/cam”课程的教学改革与实践.实验室研究与探索,2010.5.

[2]刘炎,罗学科.机械设计制造及其自动化专业本科教育多层次人才培养模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.

[3]熊志卿.机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践.南京工程学院学报（社会科学版）,2007.9.

数字化设计与先进制造技术篇2

1数字建构的特点

广义的数字建筑是一个宽泛的概念，只要设计、施工或管理和运行过程中运用了数字化工具，如AutoCAD、智能管理系统等的建筑都纳入数字建筑的范畴。而本文探讨的“数字建构”主要指在建筑设计和建造的各个阶段和各个层面运用数字化的工具模拟实现建筑目标的状态和过程，其中以算法设计（AlgorithmicDesign）和参数化设计（ParametricDesign）为典型的核心技术。数字建构是继现代主义运动后，又一次基于技术革新的设计革新。它体现了以下一些特点：“数字建构”是一种建筑设计方法和工具的变革，与当今时代最先进的信息技术紧密结合，展现了新技术强大的革新能力。不论是设计过程还是成果表达以及项目实施，都必需通过现代的计算机、网络技术才能实现，这是数字建构与以往建筑设计最大的区别。数字建构通过以计算机为代表的技术工具，大大提高了建筑设计的效率，其工具本身的能动性和自主性更加强大，可以帮助人类进行能动的分析和思考。技术工具在建筑设计中承担的角色和作用更加重要，已从以往的辅的“助手”角色上升为互动性的“伙伴”角色。利用计算机强大的储存和计算能力，数字建构实现了在多重、复杂、多变条件下，对多元组合进行无限的比较和优化，并达到史无前例的精确性[2]。计算机技术的不断进步使人类克服了人脑的生理局限性。虽然现代医学技术能够证明人脑的记忆能力是非常强大的，但是就普通人所具有的记忆力和计算能力与计算机相比较而言，是非常微不足道的。在传统的建筑设计过程中，建筑师只能依赖自己的直觉和经验，选择少数的几个或者数十个可能性较大的方案进行比较和优化。而数字建构下，建筑师只需在计算机方案的生成过程中，设定限制条件，即可剔除不符合条件的方案，建筑师最重要的作用是在众多的方案中做出合理的判断，选择最优方案，省却了不同方案生成过程中的时间和精力；还可以在施工前进行全过程的模拟建造，发现不合理的部分立即进行修正，避免实际建造中许多不可预知的浪费和危险。进入实际建造的过程时，一切都按照程序的指令有条不紊地高效推进，有效地减少了人工误差（当然机器的故障离不开人的监督和制定应急措施）（图1~3）。数字建构追求个性化与高效率、高精确率的结合。传统的手工制作虽可实现个性化制作，却不得不面对效率低下的制约；而以往批量生产则是以牺牲多元化为代价、大量制作统一标准的产品实现高效的目的。多元化只能是在有限的产品类型中进行组合而产生变化，这一定程度上限制了个性化、多元化的发展。数字建构依靠从设计到生产全过程的数字控制，可以在高效和节约的前提下，实现产品的多元化和个性化设计的完美结合（图4）。例如，在建筑设计创作过程中，传统设计需要大量制作模型进行方案对比。而现在可以采用参数化设计，依靠计算机技术，对某些影响形式的参数进行控制和调整，就可以在短时间内得到大量的阶段成果进行比较，从而节约了时间和人力。数字建构体现了可控性与不可预知性的结合。当前数字建构一个突出的特征就是将设计过程以程序逻辑的理性方式进行处理（常常是超出常人大脑的能力），将感性的形式转化成一种理性的计算过程。在数字建构的设计过程中，虽然设计条件的设定是由建筑师来决定的，但是由此而呈现的多元化形态有可能是建筑师无法预先想象的。它用计算机编码的精确手段模拟，替代建筑师大脑的模糊推理，但是最终的决策仍然离不开建筑师的艺术审美和功能技术的理性判断。这对于强调个性化设计的建筑师来说，提供了更加丰富的选择性。建筑师对设计过程的控制无需像传统设计那样深入到所有的细节（那样耗费的精力和时间太高了），而是对条件和程序的控制与调节，决策权却仍然掌握在建筑师的手中。

2数字建构的缘起与发展

数字建构当前受到许多建筑师和广大民众的欢迎和追捧，除了因其紧贴时代的技术步伐之外，更由于它在建筑造型上符合当代社会审美趣味的需求，为个性化和多元化提供了新的可能性和相应的技术保障。现代主义建筑所奉行的一元线性的机械推理造型路线，造成了单调乏味的国际式建筑风格，被建筑师们所诟病。后现代主义为突破现代主义的局限，回归传统风格，但其无病或过度夸张的做法，让普罗大众难以接受。但鉴于建筑作为一门实用科学，大多数当代建筑师在仍然坚持理性根基的同时，不断探索造型上的多元化策略。在推进建筑学的道路上，数字建构在平衡理性与多元化上为当代建筑师提供了新的可能性。使得一些表面看来非常复杂的形式通过理性的数字控制手段而获得表达，与那些随机的、即兴发挥的风格截然不同，为普罗大众提供了重新解读建筑的可能性，也从传统理性的现代主义找到了思想发展体系上的脉络。传统的平立剖表达方式以及人脑的思考局限等因素使多元复杂的建筑造型受到制约，而计算机技术使得原来技术上的障碍得以突破。通过虚拟三维建模技术，数控技术解决了现实制造和建造工艺上的精确性和复杂性问题，实现了从虚拟到现实的跨越，这是传统二维图纸表达所无法达到的。从历史发展的递进关系来看，数字建构应当是工业化建构的更高阶段的形式。因为数字建构必然依靠工业化的更高阶段——数控自动化工业的支持才能得以实现，从这层意义上来说，工业现代化仍然是建筑现代化的基础。西方工业革命后建筑技术和思潮的发展，充分体现了这种新的趋势。中国社会目前虽然经济发展迅速，但在建筑领域尚未完全实现工业现代化的建造过程，期待着引进先进技术而缩短与发达国家的差距，实际上面临着多重的困难。因其缺乏强大的工业现代化生产的支持，数字化生产和建造能力显得底气不足，步履蹒跚。

3数字建构对建筑创作的影响

数字建构是促进当代建筑创新的有力工具。最突出的一点是它克服人脑的生理局限性。强大的记忆功能、高效的统计分析和高强度重复性劳动，“能想人之不能想”；其次，它克服传统建筑工艺的局限性，能够模拟制造复杂的造型，“能做人之不能做”（图5）。数字建构对于建筑创作的影响既是巨大的，也是革命性的，体现在以下几个方面：

首先，数字建构作为一种系统化的工具，极大地改变了建筑设计的过程。对于建筑师而言，虽然我们从传统的图板丁字尺已经过渡到了计算机辅助设计阶段，但是设计过程的生产方式仍停留在传统的孤立分散式的合作设计阶段。数字建构是一种整体的系统化的设计方法，将传统的分阶段分技术工种的分散设计操作，转化为即时同步的协同设计过程。

其次，给建筑师带来根本变化的是内在思考方式的变化：作为使用了上千年的建筑师图纸语言，从二维图纸转换成了计算机三维（甚至四维）模拟表达。数字建构的设计过程，不再是从二维到三维的想象过程，而是直接从三维着手进行空间动态式的设计和调整，二维图纸只是三维模型的输出表达结果而已。建筑师不再需要通过阅读二维图纸想象出三维的空间形态。建筑师、工程师乃至业主则可以随时观摩三维模型，甚至可以模拟不同时间、不同人群使用空间的场景，随时进行调整和修正。建筑师与业主之间的交流，可以直接模拟观看建成之后的效果，甚至可以利用3D技术实际体验空间的变化。

此外，数字建构作为一种智能化的技术，对建筑的建造逻辑产生了巨大的影响。当前许多运用数字建构技术设计的建筑大多因其独特的造型而为大家所认识和追捧，实际上数字建构解决的不单是外观造型的个性化问题，而且是对空间设计和建造的数字化和智能化控制与管理。数字化技术改变当代人的生活和工作方式，也挑战着传统审美观念，在复杂和多样化的造型之下，把直观的视觉形象与理性的算法逻辑、把设计与建造的过程有机地结合起来，逐渐形成了新的审美标准[3]。数字建构对于建筑的建造逻辑带来了新的变化，体现在对传统石材、木头、钢材和玻璃等材料的拓展运用，将原来静止受力状态所不可能实现的空间结构，通过动态多元的受力分析，使材料性能得到极致的发挥。此外，也改变了各种材料传统组合的构造节点和做法，形成了新的加工、组装和建造的模式。数字建构所具有的智能化和信息化特点，对于建筑内部环境的物理性能控制与调节起到积极的作用。根据室外环境的变化(朝向、温湿度、风速等)，以节能环保为原则，能动地调整护构件的形式和方位，形成符合可持续发展的最优的绿色建筑方案[4]。

数字化设计与先进制造技术篇3

关键词：柔性装配工装技术飞机装配计算机仿真标准定位

中图分类号：V262文献标识码：A文章编号1672-3791（2015）02（b）-0000-00

飞机制造和装配过程是精确度要求极高的工作，历经了人工手动、机械自动的装配技术发展过程，进入新时期，柔性装配工装技术成为飞机制造和装配过程中的核心技术，柔性装配工装技术融合了数字化、自动化、信息化等方面的科技元素，对飞机制造和装配的效率、精度、质量、强度等目标有着显著的提升作用。应该在飞机制造和装配过程中应用好柔性装配工装技术的定位、仿真方面的优势，通过计算机和数字控制技术的全面运用来提升柔性装配工装技术的实际效果，在跟踪国际飞机制造和装配先进技术的基础上，实现我国飞机行业研发、制造、装配等各项事业的跨越式发展。

1柔性装配工装技术的概念

装配技术从传统的人工装配到近代的机械装配已经经历了几百年的历史，进入到后工业化时期，特别是计算机、仿真、模拟等技术的不断进步，使得柔性装配工装技术成为装配技术的主要方向。所谓的柔性装配工装技术实质：在设计、研发和制造产品的过程中全面掌握产品的数字化信息，通过对装配工装环节的模块化重组，实现自动化进行装配工作技术。柔性装配工装技术是对上下游操作的统一，进而具有成本低、加工周期短的优势，不但能够提高装配工作的质量，而且还能够确保装配工作的效率，是新时期装配工作技术发展的主要方向。

2飞机装配中应用柔性装配工装技术的特点

飞机的组件和产品的尺寸巨大，重量、精度要求非常高，如果沿用传统的人工或机械装配技术进行工装无疑将会带来效率、质量、安全方面的各类问题。有了柔性装配工装技术，就可以实现对飞机组件尺寸、重量、精度的详细了解，在有效整合飞机装配环节的基础上，实现柔性装配工装技术的深层次价值与目标。合理应用柔性装配工装技术可以克服传统技术中人为和机械误差，在自动化和数字化柔性装配工装设备的应用下，真正实现组件、设备、人员的相互集成，在提高飞机装配精度的同时，提高飞机装配的效率。

3飞机装配中柔性装配工装技术的关键技术

3.1定位技术

定位是装配中基础性和核心性的问题，飞机装配中更需要对位置精确的定位，由于柔性装配工装技术中柔性化定位是关键所在，通过柔性化定位技术可以大幅度控制飞机零部件发生结构变化的可能，同时做到对定位应力的有效释放，在灵活配合装配工装的基础上，形成柔性装配定位的模块，通过对结构、孔径、位置、基面的综合控制，提升飞机装配的定位水平。

3.2仿真技术

柔性装配工装技术的基础是计算机和模拟技术，通过仿真的应用可以对柔性装配工装的全过程进行模拟，这有利于提高柔性装配工装技术的准确性和可靠性，同时又可以通过有针对性地调整使柔性装配工装技术做到优化。在进行飞机正式装配之前，要先好做好虚拟装配的仿真，虚拟装配仿真技术是以并行设计为基础，对环境数字化预配装进行分析，并对零件的集合信息、工装信息、指令等信息进行综合考虑，通过仿真软件进行处理得出全过程三维动态仿真。对程序进行实时控制，并涉及到碰撞检查。虚拟化装配仿真技术作为一种新颖的技术，能够作为支撑飞机柔性装配系统的一种技术平台，确保装配系统发挥出高柔性、高可靠性以及高效率等优良性能。

3.3计算机技术

柔性装配工装技术的另一个优势是计算机技术、自动控制技术和数字化技术的普遍应用，这也是柔性装配工装技术的关键之一，合理应用计算机技术可以使飞机负责各种零件做到准确定位，并实现制孔、铆接，确保工装系统对飞机装配部件的可靠性和固定性，保证装配工装的飞机，其外形和数字化样机保持一致。

4飞机装配中更好地运用柔性装配工装技术的建议

现阶段，数字化柔性装配已经成为数字化制造的发展方向，国内关于柔性装配工装技术的应用尚处于萌芽阶段，要想得到快速进步，必须结合我国实际国情，并考虑企业真实的科技水平。具体而言，飞机装配中更好地运用柔性装配工装技术应该做好如下一些重点工作：

4.1积极引进先进数字化柔性工装技术和设备

企业应该结合自身企业的实际情况，主动和科学研究场所开展合作，先引进先进的工装及配套设备，组建好加工系统，待其掌握了柔性装配工装技术的思想和核心技术，依次基础上进行自主产权技术的研发工作，比如说泄漏检测、红外自动无损探伤以及装配在线检测等技术。

4.2建立相飞机柔性装配工装技术的行业标准

作为飞机制造和装配的业内人士，当前应该将柔性装配工装技术的发展作为核心任务，要建立一套与柔性装配工装技术相关的行业标准和规范，是及其有必要的。具体而言，先组建单一数据源，再逐步建立综合组织生产模式。

5结语

柔性装配工装技术是当前飞机生产和加工中先进的装配技术，合理运用柔性装配工装技术可以提高装配的效率和质量，大面积普及和应用柔性装配工装技术可以对数字化技术的推广起到推波助澜的作用。作为飞机制造企业应该立足于技术进步，从柔性装配工装技术的特点入手，强化飞机制造中柔性装配工装技术的关键与要点，在提升飞机制造水平的同时，将柔性装配工装技术的实用化推向一个新的高度，使柔性装配工装技术的优势能够得到更为充分而全面地发挥，做到对制造和生产深层次地促进与发展。

参考文献

[1]王水生，武慧芳.基于PMAC的飞机柔性工装控制系统[J].机电产品开发与创新.2010（06）

[2]魏志刚，薛亮.飞机先进装配技术及其发展[J].海军航空工程学院学报.2009（01）

[3]高晓兵，陶华，丘宏俊.飞机无型架装配技术[J].航空制造技术.2007（01）

数字化设计与先进制造技术篇4

总体上看，航天生产制造信息化已取得了显著的成效，计算机辅助工艺规划、数控加工、设备管理、生产计划和质量管理等软件系统在航天制造企业中应用广泛，实现了生产任务、设备资源等重要信息的管理，提升了航天生产制造能力。但我们仍存在着设计制造过程没有打通、生产设备联网率低、基础信息采集困难、缺乏生产过程信息化的标准规范以及制造模式缺乏柔性等诸多问题。推进生产制造信息化，构建航天数字化制造体系，已经成为航天企业应对当前挑战和顺应未来发展的必然选择。

天津火箭公司坐落于天津经济技术开发区西区，西距天津市区约28公里，东距滨海新区中心约18公里，注册资金5000万元，占地1700余亩，建筑面积30000余平方米。天津火箭公司是航天科技集团和中国运载火箭技术研究院明确定位的运载火箭产业化发展平台，未来将发展成为滨海新区先进制造业的代表，成为国内一流、国际知名的大型航天制造企业。

天津火箭公司的主要产品——新一代运载火箭以五米直径芯级模块基本型为代表，综合性能达到国际一流水平，能够满足我国未来30至50年发展空间技术及和平利用空间的需要。天津火箭公司研制生产的运载火箭系列产品受军工行业性质所限，主导产品加工制造技术几乎全部为企业自主研发，企业将具备非常突出的技术研发能力。

作为打造航天数字化制造新体系的排头兵以及中国运载火箭技术研究院二次创业市场化转型的基地和窗口，天津火箭公司早在建设初期就提出了“新一代、新模式、新标准、新跨越”的目标。公司自成立以来，在思想创新、转变模式的同时，一直在用“两化融合”解读并践行着“新一代、新模式、新标准、新跨越”这“四新”目标。

新一代

“大火箭”又名“长征五号”运载火箭，是我国完全自主研制的“新一代”大推力运载火箭，也是我国目前最大的在制火箭。从2008年制造厂房开始建设，到2015年首飞，只有短短的7年时间。在这期间要完成产品总体设计、分系统设计、工艺研发、厂房建设、装备研制、产品制造、产品试验、发射基地建设等一系列复杂而系统的工作，如果基于传统的研制方式，这基本上是一项不可能完成的任务。

为了确保首飞节点的后墙不倒，大火箭在研制初期就引入了世界先进的全数字化设计、数字化制造的理念。采用三维数字化设计技术，变实物模装为数字化模装。利用异地协同数字化技术，将西安的发动机、上海的火箭助推、北京的芯级和总体等系统进行充分融合，大大降低了各系统间互不匹配问题的发生。首次建立产品研制IPT团队，在产品设计的同时，就充分利用三维模型进行仿真验证，使工艺研发、厂房建设、装备研制、发射基地建设等工作能够并行开展。正是数字化理念的引入，使得大火箭的研制费用和周期大大缩短，而且还对提高产品的设计可靠性起到了十分巨大的作用。据初步估算，三维数字化技术在大火箭上的应用，至少缩短50%的研制周期。因此，“新一代”大火箭不仅仅只是体现在它的外表，更是体现于它的内在。

新模式

数字化信息化不仅仅是一项技术手段的进步，它们所带来的是一场深刻的技术与管理革命，更开创了一种新型的生产制造方式。大火箭也深谙此道，将数字化信息化发展与创新作为企业的核心竞争能力提升的重要推进力，推动企业生产管理模式的深度变革。

之于大火箭，新模式可以从两方面来理解，一是基于三维的数字化制造模式的创新；二是基于信息化精细、透明、高效管理模式的创新。围绕数字化制造与信息化管理两条主线，搭建起了数字化制造平台与信息化管理平台两大平台。

数字化制造平台，以三维产品数据管理（PDM）系统为核心，利用三维仿真、三维工艺设计、自动化控制、数字化检测等技术，建立了覆盖火箭制造全寿命周期的数字化制造体系。解决了三维设计数据向制的遣传递、工艺合理性验证、自动化高效加工、产品在线检测、多媒体制造现场指导等一系列数字化制造中的核心问题。其中，仅工艺规划与设计一项的周期就节省了近30%。

信息化管理平台，以企业制造资源管理（ERP）和制造执行（MES）系统为核心，以企业业务流程综合管理系统（BPM）为引擎，建立了能够覆盖人力资源、财务管理、计划生产、物资流转、现场执行以及质量管理等一系列贴合企业实际且高度集成的业务管理系统。企业搭建信息化管理平台的目的就是以信息系统为带动，使企业经营管理的过程更为透明、顺畅，信息的反馈与指令下达过程更为快捷，从而促进企业管理模式向扁平化、精细化转型。

新标准

随着公司数字化研制模式的转变以及企业先进制造技术的应用，对公司制造水平、经营能力和人才队伍也提出了新的要求。新标准是对火箭制造工艺、质量管理、精密生产的更高要求，也是对公司人才队伍业务能力、综合素质的更高要求。

在公司“两化融合”建设的高标准要求和火箭制造工艺和质量新标准要求的共同推动下，提出建立“数字化（工艺仿真）一流程化，规范化一定量表达”的技术文件标准规范，最终建立“工艺流程一现场操作一过程记录一辅助（智能）评判”同步显示系统。公司开发实施了质量过程管理系统、无损检测信息系统和数字化精密测量系统等生产应用系统，为新标准的践行实施提供了技术支撑。

新跨越

随着IT信息技术的高速发展，传统制造业在信息化的助力下也面临着空前的发展机遇，航天制造业利用信息化技术已经初步建立了数字化生产制造模式，实现了传统制造的跨越。大火箭在构建航天科技工业新体系的大背景下，由传统生产型制造向“制造超市”式的服务型制造轻型将是新跨越发展的主旋律。

数字化设计与先进制造技术篇5

关键词：飞机设计；制造；数字化技术；应用价值

飞机制造方面的成本占总成本的20%左右，设计方面的工作对飞机整体价值的90%有所影响，因此需要对飞机设计、制造方面的工作产生更多重视，对数字化技术进行科学合理的应用，进而对数字化技术的应用价值进行最大限度的发挥，为飞机设计制造等方面工作提供更多支持。本文对数字化技术应用价值方面的内容及数字化技术本身进行分析，以期为相关部门工作人员提供一定启发。

1数字化技术在飞机设计及制造中的应用

数字化技术在飞机设计和制造等工作中的应用便是把实物飞机内全部参数以统一比例集中于3d模型，其与传统设计制造工作具有较大的差异。传统飞机设计和制造工作借助2d图纸绘制实现，若欲完成飞机的完整设计，应以不同方位对其进行绘制，工程量较大，同时因飞机制造工作涉及到的零件和零件相关参数众多，成功的飞机制造需要确保所有参数的正确。数字化技术的应用能够借助计算机技术完成上述工作，向计算机输入全部的参数，这些参数能够根据实际情况和位置进行标记，即三维标注技术，该技术对零件尺寸统一比例的标注具有较大的积极影响，各部分材料粗糙度等信息一目了然，并且在各类文字、数字以及语言的支持下，标记工作更加完善。

飞机制造和设计在模型精度方面具有较高的要求，为了对电子样机协调进行满足，使飞机设计及制造工作达到相应的工艺要求，需要对其精确度进行提升，部分零件达到完全真实的水平，其模型在零件尺寸、材料等方面还原度极高，甚至某些时候能够将某型直接引入到飞机制造工作中。当然3d模型并不完美，例如在表面处理及热处理技术方面目前的数字化技术无法更好实现，但依旧能够通过3d标注技术对其设计和制造工作进行辅助。

2数字化技术在飞机设计及制造中的应用价值

2.1方案设计和决策工作中数字化技术的应用价值

飞机设计软件工具能够根据飞机运营需求、特点等对舒适性、经济性、安全性等方面进行平衡，在先进软件及系统的支持下，将更多数据提供给方案设计及决策方面的工作。在数字化技术支持下，飞机设计及制造人员能够对飞机运营、技术需求、性能需求等方面进行掌握，进而对飞机设计和制造工作进行相应的调整和完善，对不同方案进行综合分析或调研，进而对方案进行不断提升和完善，为设计制造工作的开展提供更多支持。

2.2预装配相关工作中数字化技术的应用价值

数字化技术能够对飞机设计、预装配等方面工作提供支持，所谓预装配即模拟装配飞机的过程，飞机装配工作对整体的制造工作而言至关重要，并且实际操作过程中容易出现各式各样的问题，因此数字化技术对此项工作的开展具有较大的应用价值。预装配工作的基础为数样机，在计算机技术和数字化技术的支持下，能够根据工艺流程步骤开展产品组装方面的工作，并且能够完成材料的质量检测工作，实际操作时误差的出现几率大幅度减少。

人们能够从四方面入手开展预装配仿真工作，例如人机工程、装配干涉、装配顺序以及虚拟数字化方面的仿真。所谓装配干涉仿真，即对报警装置进行建立，预装配环节存在诸多干扰因素，系统能够对其进行识别和报警，同时能够使工作人员在第一时间对问题进行处理和检查。此方面工作多数在虚拟条件下进行，然而仍旧需要人的参与，工作人员无需进到虚拟环境内，人们可以将人体3d模型放入其中，为工作人员提供各个方位的视角，为操作提供更多便利。所谓数字化车间仿真，即在虚拟3d零件的基础上对车间、起吊装置、厂房等方面的模型进行完善，将待装备的零件、半成品等投入虚拟车间。此外借助数字化技术能够对装配顺序进行模拟，在保证其与实际装配流程一致的情况下，能够及时发现存在的隐患问题，在确保顺序正确的情况下人们还能够减少漏零件的问题，为预装配乃至今后的实际装配奠定坚实基础。

2.3飞机综合设计制造及工程发展过程中数字化技术的应用价值

在数字化技术支持下，能够为总体布置、设计等方面工作的开展提供更多支持，3d数字化模型和数字化设计分系统能够对结构强度设计、动力推进系统设计等分系统的设计进行完善，为设计工作开展提供支持。此外，在试验试飞、营运和制造、飞机设计及制造工作相关的知识管理工作等方面，数字化技术同样具有较高的应用价值，飞机试验试飞过程中产生较多的数据，在数字化技术支持下能够对全部试验数据进行有效的存储及处理，为飞机设计及制造工作的进一步优化奠定坚实基础。在营运制造过程中，通过对总装环境、地面维护保障参数等方面的仿真和模拟，能够以更低的代价达成设计及制造工作的各种要求，为飞机经济性、安全性、舒适度等方面提供更多保障。

3结束语

飞机设计、制造等方面的工作较为复杂，涉及到的数据众多并且对数据精度和准确性具有极高的要求，通过传统方法和技术开展设计、制造等方面的工作时需要消耗较多的人力物力和时间，获取的数据精度较低，无法更好地满足飞机设计、制造等方面工作要求，数字化技术的应用能够对上述问题进行解决，并且在虚拟预装配功能的支持下减少资源浪费，设计制造时间有所减少，可见其应用价值极大。

参考文献

[1]高利.数字化技术在飞机设计与制造中的应用价值[J].探索科学，2016（4）：174-174.

[2]马清.浅议数字化在民用飞机设计与制造中的应用[J].中国新技术新产品，2013（16）：14-14.

数字化设计与先进制造技术篇6

关键词：陶瓷机械；数字化技术；应用研究

我国陶瓷机械装备虽然近几年来有了一定的进步，但在整个陶瓷行业的发展中仍没有发挥很好的同步发展效应，更没有起到引领行业发展的作用。当前科技迅猛发展，数字化设计技术作为一支重要的生力军，在各行各业都发挥着巨大的作用。现代陶瓷机械装备应加速向“数字”和“精确”陶瓷行业发展。推行CAD/CAE/CAN、MIS和加工柔性化系统、建立FMS示范工程、加快我国陶瓷机械装备数字化设计与制造技术的应用研究等。已成为历史赋予我国陶瓷机械装备技术人员的责任。

一、数字化设计制造技术概述

数字化（Digital）是指信息（计算机）领域的数字（二进制）技术向人类生活各个领域全面推进的过程，是基于产品描述的数字化平台，建立基于计算机的数字化产品模型，并在产品开发全程采用，达到减少或避免使用实物的一种产品开发技术。这种设计全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高机械产品开发能力，缩短产品研制周期，降低开发成本，实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源共同开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术，其目的是通过建立数字化产品模型，利用数字模拟、仿真、干涉检查、CAE等分析技术，改进和完善设计方案。数字化设计含盖了现代设计的最新技术，同时也是现代设计的前提。涉及的主要内容有：

1.CAE/CAPP/CAM/PDMCAD/CAE/CAPP/CAM分别是计算机辅助设计计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心，是实现计算机辅助产品开发的主要工具。PDM技术集成是管理与产品有关的信息、过程及人与组织，实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平台，从而支持CAD/CAPP/CAM/CAE系统过程的实现。

2.异地、协同设计在因特网/企业内部网的环境中，进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管理及产品数据交换等，异地、协同设计系统在网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支持工具。

3.基于知识的设计将产品设计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融入基于知识的设计（或CAD）系统之中，支持产品的设计过程，是实现产品创新开发的重要工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册“设计标准”设计规范等，设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。

4.虚拟设计、虚拟制造综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术和工具，在网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品设计、制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等。

二、陶瓷机械设计领域的特点

1.当前行业发展中存在的主要问题

1.1技术、装备水平低。大多数陶机专业厂技术力量不足，产品设计多用传统的设计方法，CAD等现代化设计方法应用还不普遍，工厂装备落后，数控机床和加工中心为数不多，计量、检测、控制手段较差，生产机械化程度低；

1.2产品质量差、档次低。陶机产品外观质量落后，有的性能不稳定，机电一体化产品很少，尚有许多空白，成套性差，产品附加值低，在国际市场上缺乏竞争力；

1.3产业组织结构不合理，生产专业化水平和企业管理水平低。我国陶机工业虽然己经形成一定体系，但专业化分工、集约化程度很低，标准化程度也不高，产品零件互换性差，难以满足高档瓷生产的要求。这种生产方式极大地限制了现代化科技的应用，日用陶瓷和建筑陶瓷机械始终没有赶上国际先进水平。

2.陶瓷机械设计领域的特点

2.1结构类型多、型号多。例如在真空练泥机设计中，有单轴、双轴和三轴真空练泥机等；泥浆泵设计有单、双缸，立式、卧式等；

2.2常用设备功能结构比较稳定，结构复杂程度较小。例如球蘑机、练泥机、滚压成型机等一般由机架、传动系统、执行机构等组成，不同型号的设备采用的部件类型和结构参数有区别，但产品功能基本相同。这种结构稳定性非常便于采用模块化变型设计技术和参数设计技术；

2.3常用陶瓷机械产品受企业投产规模、陶瓷原料性能的影响，研究开发周期长，采用ICAD技术能缩短产品研究开发周期，节约成本。